BR112021024619B1 - Sistema de veículo aéreo suspenso e sistema para controlar o mesmo - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE VEÍCULO AÉREO SUSPENSO COM ESTABILIZAÇÃO DO PROPULSOR. Um sistema de veículo aéreo suspenso inclui um veículo aéreo com um conjunto de propulsor e uma linha de suporte fixada ao veículo aéreo que é capaz de suportar pelo menos parte do peso do veículo aéreo. A linha de suporte pode ter um comprimento ajustável que, quando variado, e em coordenação com variações em uma característica de empuxo do veículo aéreo, pode alterar a posição do veículo aéreo. Outros aspectos também são descritos e reivindicados.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO

[0001] O presente Pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório U.S. N°. 62/858,330 depositado em 07 de junho de 2019, cuja divulgação é expressamente incorporada neste documento por referência em sua totalidade.

CAMPO

[0002] Um aspecto da divulgação aqui refere-se a um veículo aéreo, especificamente um veículo aéreo que coordena uma linha de suporte e estabilização de propulsor. Outros aspectos também são descritos.

ANTECEDENTES

[0003] A aviônica tem se beneficiado muito com as inovações recentes em baterias e a miniaturização de eletrônicos complexos, tais como processadores. Um segmento dentro do campo que mais se expandiu, tanto entre amadores quanto no uso profissional, é o de veículos aéreos não tripulados de pequena escala, comumente conhecidos como drones. Essa tecnologia emergente encontrou aplicações criativas em uma variedade de campos, tais como fotografia, militar, conservação da vida selvagem e construção.

[0004] Restam desafios de desenvolvimento para a tecnologia de drones que ainda precisam ser superados enquanto as aplicações futuras estão sendo desenvolvidas e exploradas. Por exemplo, a distância de viagem dos drones continua a envolver compensações entre fatores como tamanho, custo da bateria e geração de ruído. Essas considerações são importantes em aplicações que podem ter drones navegando em ambientes urbanos densos ou carregando cargas pesadas por grandes distâncias, como entrega de pacotes. Esses fatores são especialmente relevantes quando se trata de convencer um órgão regulador de que os sistemas desenvolvidos são viáveis e seguros. As soluções convencionais continuam a se concentrar no gerenciamento de compromissos entre distância, tamanho e capacidade de manobra.

SUMÁRIO

[0005] Um aspecto da presente divulgação está relacionado a um veículo aéreo no qual a capacidade de empuxo foi aumentada por uma linha de suporte conectada ao veículo aéreo. O sistema de veículo aéreo suspenso com estabilização do propulsor fornece uma solução versátil para os desafios atuais no campo dos drones que reduz a pegada e oferece outros benefícios, como tempo de voo prolongado e maior capacidade de carga em relação aos drones convencionais.

[0006] Em uma modalidade, uma linha de suporte é fixada a um ponto de suporte de carga no veículo aéreo. A linha de suporte pode ser configurada para ser capaz de suportar o peso do veículo aéreo e distribuir o peso do veículo aéreo em um ponto de ancoragem “aterrado” localizado fora do veículo aéreo. Por exemplo, a linha de suporte pode se conectar a um sistema de guincho que é capaz de enrolar na linha de suporte, aumentando assim a tensão dentro da linha de suporte e potencialmente puxando o veículo aéreo em direção ao sistema de guincho.

[0007] O veículo aéreo pode ter uma forma de geração de empuxo direcional, como rotores. Por exemplo, o veículo aéreo pode ter uma configuração de “quadricóptero”. Um controlador pode ser capaz de manipular a localização do veículo aéreo por meio da ação coordenada do sistema de guincho, que enrola ou libera a linha de suporte e os propulsores, que podem variar a magnitude da força produzida e o ângulo de empuxo produzido em relação à linha de suporte. Essa coordenação permite que o controlador otimize a produção de energia necessária para mover ou manter a posição do veículo aéreo porque o empuxo que pode ter sido necessário para neutralizar a gravidade pode, em vez disso, ser compensado pela linha de suporte. Se menos saída de força for necessária dos propulsores, então o tamanho dos propulsores pode ser reduzido, bem como estruturas de suporte, como baterias, enquanto o veículo aéreo pode manter habilidades iguais ou maiores em áreas como tempo de voo e capacidade de carga. Propulsores e estruturas de suporte menores dentro do veículo aéreo proporcionam ao veículo aéreo uma pegada e um perfil de ruído menores, aumentando a capacidade de manobra do veículo aéreo.

[0008] A coordenação entre o sistema de guincho e os propulsores pode permitir outros benefícios. Por exemplo, devido à capacidade da linha de suporte de desviar a necessidade do propulsor para combater as forças ambientais, como gravidade ou carga do vento, os propulsores podem ser usados para orientar de forma eficiente os veículos aéreos. Por exemplo, o veículo aéreo pode manter uma posição estática enquanto orientado perpendicularmente à direção da gravidade, maximizando a tensão dentro da linha de suporte.

[0009] Em uma modalidade, o veículo aéreo pode ser conectado a outro veículo pela linha de suporte. Por exemplo, o veículo pode ser um veículo aéreo em uma configuração de “nave-mãe”, o que permite que a nave-mãe suporte pelo menos uma parte do peso do veículo aéreo. A nave-mãe pode ter características que aumentam a eficiência de voos de longa duração, dando ao sistema benefícios de aeronaves de grande porte, enquanto mantém a acessibilidade que o pequeno veículo aéreo oferece.

[0010] O sistema pode ser configurado para uma funcionalidade específica. Por exemplo, o veículo aéreo pode ser capaz de se conectar a cargas úteis, limpar superfícies remotas, desarmar armamento ou qualquer uma das várias funções que são ativadas pelos benefícios fornecidos pelo sistema.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] A FIG. 1 ilustra um sistema de veículo aéreo suspenso exemplar com estabilização de propulsor;

[0012] A FIG. 2 ilustra um sistema de veículo aéreo suspenso exemplar com estabilização de propulsor que está conectado a uma superfície externa;

[0013] As FIGs. 3A-3C ilustram configurações exemplares do sistema de veículo aéreo suspenso com estabilização de propulsor;

[0014] As FIGs. 4A-C ilustram configurações exemplares do sistema de veículo aéreo suspenso com estabilização de propulsor em relação a uma área estacionária;

[0015] A FIG. 5 ilustra uma configuração exemplar de múltiplos sistemas de veículos aéreos suspensos com estabilização de propulsor em relação a uma área estacionária;

[0016] A FIG. 6 ilustra uma configuração exemplar do sistema de veículo aéreo suspenso com estabilização de propulsor que é fixada a um sistema que é capaz de transladar a localização de um ponto de ancoragem;

[0017] A FIG. 7 ilustra as posições do sistema de veículo aéreo suspenso com estabilização de propulsor em uma trajetória de voo exemplar;

[0018] A FIG. 8 ilustra uma configuração exemplar do sistema de veículo aéreo suspenso com estabilização de propulsor que inclui uma nave-mãe;

[0019] A FIG. 9 ilustra uma configuração exemplar do sistema de veículo aéreo suspenso com estabilização de propulsor que inclui vários veículos aéreos conectados à nave-mãe;

[0020] A FIG. 10 ilustra um sistema de veículo aéreo suspenso exemplar com estabilização de propulsor enquanto a nave-mãe está em um padrão de espera;

[0021] A FIG. 11 ilustra uma configuração exemplar do sistema de veículo aéreo suspenso com estabilização de propulsor com múltiplas naves-mãe;

[0022] A FIG. 12 ilustra um diagrama esquemático exemplar de componentes eletrônicos do sistema de veículo aéreo suspenso com estabilização de propulsor;

[0023] A FIG. 13 ilustra um método exemplar de operação do sistema de veículo aéreo suspenso com estabilização de propulsor;

[0024] A FIG. 14 ilustra uma configuração exemplar do sistema de veículo aéreo suspenso com estabilização de propulsor com um acessório de carga útil;

[0025] A FIG. 15 ilustra uma configuração exemplar do sistema de veículo aéreo suspenso com estabilização de propulsor com utilização funcional específica;

[0026] A FIG. 16 ilustra uma configuração exemplar do sistema de veículo aéreo suspenso com estabilização de propulsor durante a limpeza de um sistema de matriz fotovoltaica;

[0027] A FIG. 17 ilustra um método exemplar para transferência de carga útil do sistema de veículo aéreo suspenso com estabilização de propulsor; e

[0028] A FIG. 18 ilustra um sistema de veículo aéreo suspenso exemplar com estabilização de propulsor durante a transferência de carga útil.

[0029] Vários aspectos da divulgação aqui são ilustrados a título de exemplo e não a título de limitação nas figuras dos desenhos anexos nos quais referências semelhantes indicam elementos semelhantes. Deve-se notar que as referências a “um” ou “um” aspecto nesta divulgação não são necessariamente o mesmo aspecto e significam pelo menos um. Além disso, no interesse de concisão e redução do número total de figuras, uma determinada figura pode ser usada para ilustrar as características de mais de um aspecto da divulgação, e nem todos os elementos na figura podem ser necessários para um determinado aspecto.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0030] Vários aspectos da divulgação com referência aos desenhos anexos são agora explicados. Sempre que os formatos, posições relativas e outros aspectos das peças descritas não são explicitamente definidos, o escopo da invenção não se limita apenas às peças mostradas, que se destinam apenas a fins de ilustração. Além disso, embora vários detalhes sejam apresentados, entende-se que alguns aspectos da divulgação podem ser praticados sem esses detalhes. Em outros casos, circuitos, estruturas e técnicas bem conhecidas não foram mostradas em detalhes para não obscurecer a compreensão desta descrição.

[0031] As modalidades da presente divulgação são direcionadas a, entre outras coisas, um sistema de veículo aéreo suspenso estabilizado por propulsor. O sistema de veículo aéreo suspenso estabilizado por propulsor pode incluir um veículo aéreo que está conectado a uma linha de suporte, em que a linha de suporte pode ser ancorada remotamente a um ponto de ancoragem. Em uma modalidade de exemplo, o sistema de veículo aéreo pode incluir um veículo aéreo não tripulado (UAV) que está ligado a uma linha de suporte que conecta o UAV a um ponto de ancoragem, de modo que uma primeira extremidade da linha de suporte seja conectada ao UAV. Embora a presente divulgação discuta aplicações onde não há piloto humano a bordo do veículo aéreo, é concebível que, em aspectos da presente divulgação, o veículo aéreo possa ter um piloto ou usuário humano a bordo sem se afastar do conceito inventivo. O ponto de ancoragem pode incluir um sistema de guincho que pode mudar operacionalmente o comprimento da linha de suporte, ou linha de guincho, que é implantada. O ponto de ancoragem ao qual o sistema de guincho está conectado pode variar dependendo da aplicação. Por exemplo, o ponto de ancoragem pode ser uma superfície estável, como o topo de um edifício, ou uma superfície móvel, tal como um segundo veículo aéreo.

[0032] O fornecimento de uma força de elevação vertical para o UAV na forma do sistema de guincho amplia as características desejáveis do UAV para torná-lo uma solução ideal para aplicações de amplo alcance, enquanto aborda algumas deficiências de núcleo de UAVs. O sistema de guincho permite a redução do consumo de energia do UAV, pois a quantidade de empuxo que o UAV precisa produzir para manter a elevação desejada é reduzida ou eliminada. A pegada do próprio UAV também pode ser reduzida, como reduzindo o tamanho do propulsor necessário para produzir sustentação suficiente e descarregando dos componentes do UAV, como uma bateria ou um controlador que são essenciais e podem ser conectados por meio da linha de suporte. Além disso, como o UAV não precisa ser totalmente autossustentável na direção vertical, o empuxo/potência disponível em outros eixos (controle lateral e de atitude) é bastante aumentado.

[0033] Além disso, a versatilidade do sistema, que pode fornecer vários tipos de pontos de ancoragem e funcionalidades de UAV, permite muitas aplicações. Por exemplo, o sistema de guincho pode permitir que o UAV produza empuxo em direções não convencionais. Quando o UAV está sendo ativamente suspenso pelo sistema de guincho, pode não ser necessário que os propulsores do UAV forneçam sustentação para manter a elevação do UAV. Os propulsores podem ser usados para fornecer força em uma direção perpendicular à gravidade. Por exemplo, se o UAV foi encarregado de colocar decalques em um ponto de colocação especificado em uma janela externa de um arranha-céu, o sistema de guincho pode ser ancorado acima do ponto de colocação. Com o sistema de guincho apoiando o UAV na elevação desejada, os propulsores no UAV podem produzir uma força de empuxo direcionada à janela que é suficiente para aderir o decalque à janela. Além disso, o sistema de guincho pode ajustar dinamicamente o comprimento da linha de suporte a fim de permitir a travessia do UAV em um plano ortogonal à gravidade.

[0034] O UAV pode ser configurado para executar serviços habilitados pela capacidade do UAV de navegar efetivamente no espaço aéreo restrito. Por exemplo, o UAV pode ser capaz de entregar pacotes em uma varanda, potencialmente contornando uma saliência e um envoltório constritivo. Essa capacidade permite que o UAV realize entregas em ambientes urbanos densos e restritivos. Exemplos de pacotes que podem ser entregues por esses meios incluem bens de consumo de um depósito, centro de distribuição ou estação de transporte, como livros, roupas ou suprimentos eletrônicos. Outros exemplos podem incluir entregas ponto a ponto, como alimentos, equipamentos médicos e produtos farmacêuticos. Esses exemplos não são limitativos, pois é concebível que o UAV seja capaz de coletar e entregar qualquer carga que se encaixe no tamanho expandido e limite de peso alcançável pelo sistema.

[0035] Aqui, os termos “veículo aéreo não tripulado” e “UAV” referem-se a qualquer veículo autônomo ou semiautônomo que seja capaz de realizar algumas funções sem um piloto humano presente fisicamente. Exemplos de funções relacionadas ao voo podem incluir, mas sem limitação, detectar seu ambiente ou operar no ar sem a necessidade de intervenção de um operador, entre outros.

[0036] O UAV pode ser autônomo ou semiautônomo. Por exemplo, algumas funções podem ser controladas por um operador humano remoto, enquanto outras funções são realizadas de forma autônoma. Além disso, um UAV pode ser configurado para permitir que um operador remoto assuma funções que podem ser controladas de forma autônoma pelo UAV. Além disso, um determinado tipo de função pode ser controlado remotamente em um nível de abstração e executado de forma autônoma em outro nível de abstração. Por exemplo, um operador remoto pode controlar as decisões de navegação de alto nível para um UAV, como especificando que o UAV deve mudar de localização, enquanto o sistema de navegação do UAV controla de forma autônoma as decisões de navegação mais refinadas, como a seleção de rota, evitar obstáculos, e assim por diante. Outros exemplos também são possíveis.

[0037] O UAV pode ser de várias formas. Por exemplo, um UAV pode assumir a forma de uma aeronave de rotor, tal como um helicóptero ou multicóptero, uma aeronave de asa fixa, uma aeronave a jato, uma aeronave com ventoinha canalizada, um dirigível mais leve que o ar, como um balão dirigível ou dirigível, uma aeronave tail-sitter, aeronave planador e/ou ornitóptero, entre outras possibilidades. Além disso, os termos “drone”, “sistema de veículo aéreo não tripulado” (“UAVS”) ou “sistema aéreo não tripulado” (“UAS”) também podem ser usados para se referir a um UAV.

[0038] A figura 1 ilustra um aspecto exemplar de um sistema de veículo aéreo suspenso estabilizado por propulsor, aqui referido como um sistema de veículo aéreo suspenso. O sistema de veículo aéreo suspenso pode incluir um UAV 104 e uma linha de suporte 107. Nesta ilustração, o UAV 104 assume a forma de um multicóptero, que inclui um conjunto de propulsor 105 que utiliza quatro rotores 109, embora outros exemplos sejam possíveis com cinco ou mais rotores, menos de quatro rotores, bem como combinações de rotores e acionadores usados para ajustar o empuxo do rotor em relação ao helicóptero. Conforme discutido anteriormente, é concebido que o UAV 104 pode assumir a forma de um veículo aéreo que não depende de, ou não depende exclusivamente de, rotores para geração de empuxo. Por exemplo, o UAV 104 pode conter propulsores que são direcionalmente orientáveis. Os propulsores podem ser conectados a um tanque ou mangueira capaz de fornecer aos propulsores materiais que são ejetados do propulsor para fornecer uma força. Alguns exemplos são propulsores do tipo gás, propelentes químicos e sopradores de fluxo de ar direcionado. Também é considerado que o UAV 104 pode utilizar motores de estilo de combustão para produzir empuxo. É possível conceber outros exemplos de propulsores capazes de produzir propulsão com foco direcional sem se desviar do conceito inventivo. Assim, embora o conjunto de propulsor 105 demonstre uma modalidade da presente divulgação, os termos “propulsores” e “motor de empuxo” usados neste documento podem se referir a qualquer forma de sistema de geração de empuxo direcionalmente orientável

[0039] O UAV 104 pode ter capacidades de manobra, de modo que a inclinação, rotação, guinada e/ou altitude do UAV 104 podem ser ajustados por vários meios. Por exemplo, os rotores 109 fornecem propulsão e capacidade de manobra para o UAV 104. Mais especificamente, cada rotor 109 inclui pás 111 que são fixadas a um motor. Configurados como tal, os rotores 109 podem permitir ao UAV 104 decolar e pousar verticalmente, manobrar em qualquer direção e/ou pairar. Além disso, o passo das pás 111 pode ser ajustado como um grupo e/ou diferencialmente, e pode permitir que o UAV 104 execute manobras aéreas tridimensionais, como um pairar de cabeça para baixo, um “tic-toc de cauda contínua”, “Loops, loops com piruetas, stall-turn com pirueta, fio de navalha, immelmann, percussor e sacudidelas de percurso, entre outros. Quando o passo de todas as pás 111 é ajustado para realizar tais manobras aéreas, isto pode ser referido como ajuste do “passo coletivo” do UAV 104. Adicionalmente ou alternativamente, o UAV 104 pode ajustar a taxa de rotação dos rotores 109, coletivamente ou diferencialmente, a fim de manobrar. Por exemplo, mantendo uma velocidade constante de três rotores 109 e diminuindo a velocidade de um quarto rotor, o UAV 104 pode rolar para a direita, para a esquerda, para a frente ou para trás, dependendo do rotor 109 que é selecionado para uma redução em velocidade. Especificamente, o UAV 104 pode rolar na direção do rotor 109 com a velocidade diminuída. Como outro exemplo, aumentar ou diminuir a velocidade de todos os rotores 109 simultaneamente pode resultar no UAV 104 aumentando ou diminuindo sua altitude, respectivamente. Ainda como outro exemplo, aumentar ou diminuir a velocidade dos rotores 109 que estão girando na mesma direção pode resultar no UAV 104 realizando um movimento de guinada para a esquerda ou direita. Estes são apenas alguns exemplos dos diferentes tipos de movimento que podem ser realizados ajustando de forma independente ou coletiva a RPM e/ou a direção que os rotores 109 estão girando. Manobras semelhantes podem ser contempladas em uma modalidade que não utiliza rotores para empuxo.

[0040] O UAV 104 também pode incluir um envoltório 112. O envoltório 112 pode conter e/ou conectar os rotores 109 e conter outros componentes necessários ou desejados, por exemplo, motores, componentes eletrônicos de controle, como uma unidade de medição inercial (IMU) e/ou um controlador eletrônico de velocidade, baterias, outros sensores e/ou uma carga útil, entre outras possibilidades. O UAV 104 mostrado inclui dois compartimentos 112, em que cada compartimento 112 é configurado para conter dois rotores 109 e os compartimentos 112 são conectados por um eixo 117. No entanto, é contemplado que um único compartimento 112 pode conter todos os rotores 109 do UAV 104. Alternativamente, três ou mais compartimentos 112 podem ser usados, com cada compartimento 112 contendo pelo menos um rotor 109, e com cada compartimento 112 conectado de modo a fazer parte do UAV 104.

[0041] O eixo 117 pode permitir rotação independente para cada compartimento 112 conectado ao eixo 117, de modo que um primeiro compartimento em uma extremidade proximal do eixo 117 pode girar em uma primeira direção e um segundo compartimento em uma extremidade distal do eixo 117 pode girar em uma segunda direção. Além disso, o eixo 117 pode permitir que o primeiro compartimento gire na mesma direção, mas em um grau diferente ou em uma velocidade diferente do que o segundo compartimento é girado. O eixo 117 também pode permitir que um primeiro compartimento permaneça em uma orientação estática, enquanto o segundo compartimento pode girar em relação ao primeiro compartimento. Em algumas modalidades, o UAV 104 pode utilizar múltiplos eixos 117. Por exemplo, os eixos podem ser conectados ortogonalmente, com cada eixo capaz de girar independentemente dos outros eixos, de modo que os rotores conectados a um primeiro eixo possam manter uma orientação independente dos rotores conectados a um segundo eixo.

[0042] Em um aspecto adicional, UAV 104 inclui protetores de rotor 122. Tais protetores de rotor 122 podem servir a múltiplos propósitos, tais como proteger os rotores 109 de danos, proteger a estrutura do UAV 104 de danos e proteger objetos próximos de serem danificados pelos rotores 109. Além disso, os protetores de rotor 122 podem servir como amortecedores de ruído para aliviar o som criado pela rotação de alta velocidade dos rotores 109. Deve ser entendido que uma modalidade que não inclui os protetores de rotor 122 também é possível. Além disso, os protetores de rotor 122 de diferentes formas, tamanhos e funções são possíveis, sem se afastar do escopo da invenção.

[0043] Em um aspecto adicional, UAV 104 inclui um ou mais sistemas de comunicação. Os sistemas de comunicação podem incluir uma ou mais interfaces sem fio e/ou uma ou mais interfaces de rede fixa, que permitem que o UAV 104 se comunique por meio de uma ou mais redes. Essas interfaces sem fio podem fornecer comunicação sob um ou mais protocolos de comunicação sem fio, como Bluetooth, WiFi (por exemplo, um protocolo IEEE 802.11), Evolução de Longo Prazo (LTE), WiMAX (por exemplo, um padrão IEEE 802.16), um protocolo de ID de radiofrequência (RFID), comunicação de campo próximo (NFC) e/ou outros protocolos de comunicação sem fio. Essas interfaces de rede fixa podem incluir uma interface Ethernet, uma interface de Barramento Universal Serial (USB) ou interface semelhante para se comunicar por meio de um fio, um par trançado de fios, um cabo coaxial, um link óptico, um link de fibra óptica ou outra conexão física a uma rede fixa.

[0044] Em uma modalidade de exemplo, o UAV 104 pode incluir sistemas de comunicação que permitem comunicação de curto e longo alcance. Por exemplo, o UAV 104 pode ser configurado para comunicações de curto alcance usando Bluetooth e para comunicações de longo alcance sob um protocolo CDMA. Em tal modalidade, o UAV 104 pode ser configurado para funcionar como um “ponto quente”; ou em outras palavras, como um gateway ou proxy entre um dispositivo de suporte remoto e uma ou mais redes de dados, como rede celular e/ou Internet. Configurado como tal, o UAV 104 pode facilitar as comunicações de dados que o dispositivo de suporte remoto seria incapaz de realizar por si mesmo.

[0045] Por exemplo, o UAV 104 pode fornecer uma conexão WiFi a um dispositivo remoto e servir como um proxy ou gateway para a rede de dados de um provedor de serviço celular, ao qual o UAV 104 pode se conectar sob um protocolo LTE ou 5G, por exemplo. O UAV 104 também pode servir como um proxy ou gateway para uma rede de balão de alta altitude, uma rede de satélite ou uma combinação dessas redes, entre outras, que um dispositivo remoto pode não ser capaz de acessar de outra forma.

[0046] Um aspecto é direcionado para a linha de suporte 107 que se conecta ao UAV 104. A linha de suporte 107 pode ser conectada ao UAV 104 em uma primeira extremidade da linha de suporte 107. A linha de suporte 107 pode ser feita de vários materiais. Por exemplo, se a linha de suporte 107 precisa ser flexível, a linha de suporte 107 pode incluir fibras poliméricas de alta resistência à tração, cabos metálicos e/ou sintéticos, corda e outros materiais que exibem resistência e flexibilidade suficientes. Em outro aspecto, a linha de suporte 107 pode ser rígida, de modo que a distância entre a primeira extremidade da linha de suporte 107 e uma segunda extremidade da linha de suporte 107 sejam substancialmente fixas. Em ainda outro aspecto, a linha de suporte 107 pode envolver vários membros rígidos, como em uma configuração de corrente ou em uma configuração de haste telescópica.

[0047] A linha de suporte 107 pode ser conectada a um ponto no UAV 104 que é projetado para distribuir parte ou todo o peso do UAV 104 na linha de suporte 107. Por exemplo, a linha de suporte 107 pode ser conectada diretamente a um elemento do UAV 104, como o eixo 117 ou o conjunto do propulsor 105. A linha de suporte 107 pode incluir um elo de pressão na primeira extremidade da linha de suporte 107, que pode coincidir com uma conexão de parafuso em U que é anexada a um elemento do UAV 104, embora meios de fixação semelhantes possam ser concebidos sem se afastar do conceito inventivo. Alternativamente, a linha de suporte 107 pode ser conectada a um mecanismo de fixação de linha de suporte especialmente projetado que está conectado a um ponto no UAV 104 ou que está conectado a outro membro ou membros que estão conectados ao UAV 104. A linha de suporte 107 pode ser fixada ao UAV 104 de modo a permitir graus de liberdade rotacionais livres em relação ao conjunto de propulsor 105, enquanto mantém a capacidade de absorver uma parte ou toda a gravidade e cargas inerciais do sistema de veículo aéreo suspenso. Por exemplo, conforme ilustrado, a linha de suporte 107 pode ser conectada a um rolamento rotativo 138 que está no eixo 117.

[0048] A linha de suporte 107 pode incluir um conduíte que conecta o UAV 104 a uma fonte de energia ou dados. Por exemplo, em uma modalidade em que pelo menos uma parte do sistema de distribuição de energia não está “a bordo” do UAV 104, o conduíte pode transferir energia de uma fonte de energia localizada externa ao UAV 104, como na segunda extremidade da linha de suporte 107 para o UAV 104. Neste caso, o conduíte pode incluir cabos elétricos que conectam uma bateria na segunda extremidade da linha de suporte 107 a um sistema de distribuição de energia a bordo no UAV 104. Está contemplado que o armazenamento de energia pode ser localizado dentro do sistema de distribuição de energia a bordo, caso em que um cabo de energia dentro do conduíte pode ser usado para carregar o dispositivo de armazenamento de energia a bordo, tal como uma bateria. Em outro exemplo, o conduíte pode transportar um fio de transmissão de dados formado por um material condutor (por exemplo, para transmitir sinais elétricos codificados por dados) e/ou uma linha de fibra óptica (por exemplo, para transmitir sinais ópticos codificados por dados). Um controlador e/ou operador central, que pode estar localizado na segunda extremidade da linha de suporte 107, pode controlar as operações do UAV 104 remotamente, enviando instruções através dos cabos de sinal para o UAV 104, que pode ter um processador integrado. Da mesma forma, o UAV 104 pode usar os cabos de sinal para enviar dados do sensor de volta ao controlador central e/ou operador.

[0049] A figura 2 ilustra um aspecto da presente modalidade em que uma segunda extremidade da linha de suporte 107 pode ser substancialmente conectada a um ponto de ancoragem 203 que está localizado fora do UAV 104. O ponto de ancoragem 203 pode ser fixado a uma superfície externa, tal como um poste ou telhado de um edifício, de modo que o ponto de ancoragem 203 seja incapaz de mudar de posição independentemente em relação à superfície externa à qual o ponto de ancoragem 203 está ligado. A segunda extremidade da linha de suporte 107 pode ser fixada ao ponto de ancoragem 203. Por exemplo, o ponto de ancoragem 203 pode ser um gancho que é aparafusado à superfície externa, enquanto a segunda extremidade da linha de suporte 107 pode ser fixada ao gancho.

[0050] O ponto de ancoragem 203 pode incluir um dispositivo mecânico que permite que o comprimento ou a tensão da linha de suporte 107 entre a primeira extremidade da linha de suporte 107 e a segunda extremidade da linha de suporte 107 varie. Um exemplo de tal dispositivo mecânico é um sistema de guincho, em que o sistema de guincho pode incluir um guincho 207 para puxar (enrolar) ou deixar sair (desenrolar) a linha de suporte 107 em um carretel quando o carretel é acionado por um motor, exemplos dos quais são um guincho snubbing, um guincho wakeskate, um guincho planador e um guincho pneumático. Embora modalidades específicas tenham sido fornecidas, o termo “sistema de guincho” pode se referir a qualquer um dos vários sistemas e meios para variar o comprimento da linha de suporte 107 que pode ser concebida sem se afastar do conceito inventivo.

[0051] Em uma modalidade em que o ponto de ancoragem 203 inclui um sistema de guincho, o guincho 207 pode ser fixável. Por exemplo, o sistema de guincho pode ser fixado a uma superfície perto ou no ponto de ancoragem 203, seja permanente ou temporariamente, tal como aparafusando o sistema de guincho à superfície externa ou conectando o sistema de guincho com um mecanismo de emparelhamento localizado na superfície externa. Se o sistema de veículo aéreo suspenso for usado adjacente a um edifício, o guincho 207 pode ser preso no ou próximo ao topo do edifício. O guincho 207 também pode ser conectado a um suporte móvel, como uma haste telescópica, permitindo que a localização do ponto de ancoragem 203 seja movida.

[0052] A figura 3A ilustra uma modalidade que inclui um sistema de veículo aéreo suspenso com múltiplas linhas de suporte 107. O UAV 104 pode ter pontos de fixação para duas ou mais linhas de suporte 107. Quando duas ou mais linhas de suporte são fixadas ao UAV 104, as linhas de suporte podem ser manipuladas independentemente ou em coordenação. Por exemplo, uma primeira linha de suporte pode ser fixada a uma primeira extremidade do UAV 104 e uma segunda linha de suporte pode ser fixada a uma segunda extremidade do UAV 104. A primeira extremidade do UAV 104 pode ser contrabalançada pela segunda extremidade do UAV 104. Quando for desejável inclinar o UAV 104 de modo que a elevação da primeira extremidade seja diferente da elevação da segunda extremidade, a fim de, por exemplo, orientar o UAV 104 paralelo à direção da gravidade, o comprimento da primeira linha de suporte pode ser alterado em coordenação com o comprimento da segunda linha de suporte, a fim de alcançar o desejado operado para ajustar a elevação da primeira extremidade do UAV 104, baixando ou elevando a primeira extremidade do UAV 104 enquanto a segunda linha de suporte pode ser substancialmente estática para manter a elevação da segunda extremidade do UAV 104 em relação à primeira extremidade do UAV 104. Três linhas de suporte anexadas ao UAV 104 podem alcançar maior controle sobre a orientação do UAV 104. É concebível que múltiplas linhas de suporte, em que cada linha de suporte está conectada a um ou mais UAVs, possam ser conectadas a um único ponto de ancoragem, tal como na figura 3B. É concebível que toda a linha de suporte possa ser manipulada por um único sistema de guincho.

[0053] A figura 3C ilustra um exemplo em que um guincho 306 pode estar localizado na primeira extremidade da linha de suporte 107, de modo que o guincho 306 esteja “a bordo” do UAV 104. Além disso, em uma modalidade onde existem múltiplos sistemas de guincho utilizados, é contemplado que pode haver um primeiro guincho 306 que está localizado na ou próximo a uma primeira extremidade da linha de suporte 107 e um segundo guincho 307 que está localizado na ou próximo a uma segunda extremidade da linha de suporte 107. Em um exemplo, o primeiro guincho 306 pode conduzir correções de comprimento “mais finas” ou mais sensíveis em relação ao segundo guincho 307, o que pode conduzir ajustes mais grosseiros do comprimento da linha de suporte 107. É possível contemplar configurações adicionais de sistemas de guincho e linhas de suporte sem se desviar do conceito inventivo.

[0054] Em um aspecto, o ponto de ancoragem 203 pode ser temporário, mutável ou estabelecido durante a operação do sistema de veículo aéreo suspenso, tal como por garra. A figura 4A mostra um ponto de ancoragem 203 que está localizado em uma área estacionária. Na figura 4B, o ponto de ancoragem 203 está localizado em um transporte 404 que é capaz de se mover ao longo de um único eixo em relação à área estacionária. Por exemplo, o meio de transporte 404 pode ser um sistema de transporte baseado em trilhos que pode mover o ponto de ancoragem 203 para locais predeterminados. Na figura 4C, o ponto de ancoragem 203 está localizado em um transporte 404 que é capaz de transladar através de uma pluralidade de eixos em relação à área estacionária. Por exemplo, o transporte 404 pode ser um veículo capaz de atravessar um saguão bidimensional ou tridimensional e mover o sistema de veículo aéreo suspenso para qualquer local dentro do alcance do veículo. Em outro exemplo, o transporte 404 pode ser um estágio de movimento, como um sistema de pórtico. Múltiplos meios de transporte 404 podem ser usados dentro de uma vizinhança na área estacionária, como demonstrado na figura 5, de modo que cada um dos meios de transporte 404 possa acessar partes do mesmo volume de trabalho e cada um dos sistemas de veículo aéreo suspenso pode ter qualquer uma das configurações descritas nas figuras 4A a C.

[0055] A figura 6 demonstra outro aspecto da presente divulgação em que o ponto de ancoragem 203 pode ser conectado fixamente a um sistema que é capaz de transladar a localização do ponto de ancoragem 203. O sistema mostrado é um guindaste 602 que pode realocar o ponto de ancoragem 203 através da combinação de um base rotacional 603 com um braço telescópico 607. A base rotacional 603 pode ser capaz de girar o braço telescópico 607 para qualquer orientação até 360 graus, embora a rotação da base rotacional 603 possa ser limitada dentro dessa faixa, dando à base rotacional 603 liberdade de rotação reduzida. O braço telescópico 607 pode ter um comprimento ajustável, de modo que o ponto de ancoragem 203 possa ser transladado para mais perto da base rotacional 603 quando o comprimento é reduzido e mais longe da base rotacional 603 quando o comprimento do braço telescópico 607 é aumentado.

[0056] Em uma modalidade em que a linha de suporte 107 está conectada ao sistema de guincho, o movimento do UAV 104 pode ser ajustado ao longo de até seis graus de liberdade, alterando o comprimento da linha de suporte 107 e alterando as características de empuxo dos propulsores. O possível posicionamento do UAV 104 pode ser governado por um “envelope”, como visto na figura 7, em que o envelope é definido como o volume de uma esfera que circunda o sistema de guincho, de modo que a extremidade da linha de suporte 107 mais distante do UAV 104, que pode ser conectado a um guincho ou ao ponto de ancoragem 203, é o epicentro da esfera, e o raio da esfera é o comprimento da linha de suporte 107. O limite externo da esfera é o mais distante da linha de suporte 107 pode se estender em todas as direções. Geralmente, alterar o comprimento da linha de suporte 107 pode impactar a posição vertical do UAV 104 dentro do envelope. Por exemplo, se o sistema de guincho estiver na posição A, o sistema de guincho pode puxar mais linha de suporte 107 para o carretel, que pode agir para mover o UAV 104 em direção à altura, em relação ao ponto de ancoragem 203, da posição B. Se o sistema de guincho deixa sair mais linha de suporte do carretel quando o UAV 104 está na posição B, o UAV 104 pode se mover em direção à posição A. Desta forma, a distância entre o sistema de guincho e o UAV 104 pode ser aumentada ou diminuída aumentando ou diminuindo a quantidade de linha de suporte que está sendo ativamente usada para suportar o peso do UAV 104, permitindo que a posição do UAV 104 seja manipulada ao longo do eixo vertical. O comprimento da linha de suporte 107 que está sendo ativamente usado para suportar o peso do UAV 104 pode ser ajustado por outros meios, tal como usando acionadores lineares para variar o comprimento da linha de suporte 107.

[0057] Da mesma forma, ajustes nas características de empuxo dos propulsores podem mover o UAV 104 dentro do envelope. Por exemplo, para mover o UAV 104 da posição A em direção à posição C, os propulsores podem ser orientados para produzir empuxo para a direita, impulsionando o UAV 104 para a esquerda.

[0058] A figura 7 também demonstra como o sistema de veículo aéreo suspenso pode atingir o posicionamento do UAV 104 dentro do envelope através de variações no comprimento da linha de suporte 107 que são coordenadas com variações nas características do empuxo produzido pelos propulsores a bordo do UAV 104, em que a disponibilidade de posição para o UAV 104 dentro do envelope inclui substancialmente todos os pontos no espaço tridimensional dentro do envelope. Em um aspecto, pode ser desejável para o UAV 104 se mover de uma primeira posição para uma segunda posição dentro do envelope. O sistema de veículo aéreo suspenso pode direcionar o sistema de guincho para enrolar ou desenrolar um comprimento da linha de suporte 107, enquanto o sistema de veículo aéreo suspenso pode simultaneamente e/ou simultaneamente direcionar os propulsores para produzir empuxo em uma direção e magnitude em relação ao UAV 104, de modo a mover o UAV 104 para o local desejado de uma maneira coordenada. Conforme o UAV 104 se move da posição A para a posição B, o comprimento da linha de suporte 107 é reduzido para puxar o UAV 104 para cima enquanto os propulsores orientam o UAV 104 para que os propulsores possam produzir empuxo empurrando o UAV 104 para a direita, permitindo que o UAV 104 viaje para cima e para a direita de maneira substancialmente diagonal. Se o UAV 104 fosse localizado da posição A para a posição C, o comprimento da linha de suporte 107 precisaria ser estendido enquanto os propulsores orientam o UAV 104 para que os propulsores possam produzir empuxo empurrando o UAV 104 para a esquerda, permitindo o UAV 104 viajar substancialmente horizontalmente.

[0059] Esta coordenação entre a magnitude e a direção de elevação dos propulsores e o comprimento e o ângulo da linha de suporte 107 em combinação com a disponibilidade de empuxo variável em eixos não verticais devido à capacidade de carga da linha de suporte 107 permite o posicionamento de precisão. Por exemplo, por meio da manipulação coordenada do comprimento da linha de suporte 107 e da orientação do propulsor, o UAV 104 pode transladar no plano horizontal sem alterar a localização vertical. Isso permite que o sistema de veículo aéreo suspenso coloque o UAV 104 em uma posição especificada em relação à localização do sistema de guincho em alguns ou todos os pontos durante o voo, tal como para navegar por uma janela de entrada apertada. Os propulsores do UAV 104 podem ajustar a orientação do UAV 104 a um ângulo em relação ao nadir, enquanto o comprimento da linha de suporte 107 pode ser ajustado conforme o UAV 104 se aproxima da janela de entrada para manter um ângulo ideal ou desejado da linha de suporte 107 em relação ao nadir.

[0060] A figura 8 mostra um aspecto da presente divulgação em que o ponto de ancoragem 203 está localizado em um veículo. O veículo pode ser qualquer um de uma variedade de veículos terrestres, marítimos, aerotransportados e multimodais. No exemplo mostrado, o veículo pode ser um veículo aéreo 808, referido neste documento como uma “nave- mãe”, em que a nave-mãe 808 é grande o suficiente para suportar parte ou todo o peso do UAV 104 quando a nave-mãe 808 está em trânsito. A nave-mãe 808 pode ser uma nave de asa fixa pura, uma aeronave de asas rotativas e qualquer outra nave capaz de realizar o voo. Na ilustração, a nave-mãe 808 mostrada é uma aeronave combinada/de transição com ambas as superfícies de elevação 811 e a hélice 813 típicas de uma aeronave de asa fixa e propulsores 816 característicos de uma aeronave de asas rotativas. A configuração da nave-mãe 808 mostrada tem a vantagem de permitir o cruzeiro de longo alcance de uma aeronave de asa fixa com as capacidades de pairar e localizar precisas de uma aeronave de asas rotativas. A nave-mãe 808 também pode ter capacidades de decolagem e pouso vertical habilitadas (VTOL).

[0061] Na ilustração, o ponto de ancoragem 203 está localizado em um lado inferior da nave-mãe 808, embora outros locais para o ponto de ancoragem 203 sejam possíveis. O UAV 104 pode ser preso com segurança à nave-mãe 808 quando o UAV 104 está “estacionado” ou não em voo. A nave-mãe 808 pode ter uma doca (não mostrada) onde o UAV 104 reside quando o UAV 104 não está em voo. A doca pode ser interna (de modo que o UAV 104 seja armazenado substancialmente dentro da nave-mãe 808), externa (de modo que o UAV 104 se fixe a uma superfície externa da nave-mãe 808) ou uma combinação de ambos. A doca pode incluir clipes que prendem com segurança o UAV 104 no lugar. A doca pode liberar o UAV 104 quando o UAV 104 estiver preparado para voar, permitindo que o UAV 104 saia da nave-mãe 808. O comprimento da linha de suporte 107 pode ser aumentado pelo sistema de guincho, baixando o UAV 104 da nave-mãe. Quando o UAV 104 tiver saído da nave-mãe 808, os propulsores do UAV 104 podem ativar, direcionando o voo do UAV 104 exclusivamente ou em coordenação com o sistema de guincho. Quando o UAV 104 terminar o voo e estiver pronto para estacionar, o UAV 104 pode retornar à nave-mãe 808 e anexar à doca.

[0062] A figura 9 demonstra como o sistema de veículo aéreo suspenso pode atingir o posicionamento preciso do UAV 104 em relação à nave-mãe 808 dentro do envelope por meio de variações no comprimento da linha de suporte 107 que são coordenadas com variações nas características do empuxo produzido pelos propulsores a bordo do UAV 104 de uma maneira semelhante à demonstrada na figura 7. Através da coordenação do sistema de guincho e dos propulsores, o UAV 104 pode ser realocado da posição A para a posição B em relação à nave-mãe através de qualquer uma das várias trajetórias possíveis.

[0063] O posicionamento preciso do UAV 104 aqui descrito que é habilitado pelo sistema de veículo aéreo suspenso pode permitir que o UAV 104 mantenha uma posição estática enquanto a nave-mãe 808 muda de localização durante o padrão de voo da nave-mãe 808. Por exemplo, a figura 10 mostra uma nave-mãe 808 que pode ter um padrão de voo que consiste em um padrão de retenção circular enquanto o UAV 104 mantém uma posição substancialmente estacionária em relação a um ponto de referência fixo, como uma superfície de referência no solo. Mudanças coordenadas do motor de empuxo e do sistema de guincho podem reposicionar o UAV 104 em relação à nave-mãe 808. Por exemplo, se a nave-mãe 808 foi tomada como o ponto de referência fixo para o UAV 104, de modo que o movimento da nave-mãe 808 em relação ao solo é ignorado, pareceria que o UAV 104 está circulando abaixo da nave-mãe 808 de uma maneira semelhante ao padrão de sustentação que a nave- mãe 808 exibe na ilustração, demonstrando que o UAV 104 pode ajustar continuamente o vetor de empuxo do motor de empuxo enquanto o sistema de guincho pode ajustar continuamente o comprimento da linha de suporte 107, a fim de manter uma posição desejada em relação a um ponto fixo. Este processo de ajuste contínuo da posição ou vetor do UAV 104 pode ocorrer enquanto a nave-mãe 808 está em movimento de modo que, por exemplo, tanto o UAV 104 quanto a nave-mãe 808 estejam contrarrotativos. Assim, o UAV 104 é capaz de alcançar qualquer posição dentro do envelope enquanto o envelope está se movendo devido ao movimento da nave-mãe 808 sem a necessidade de uma mudança no padrão de voo da nave-mãe 808. A circunferência máxima do padrão de retenção que a nave-mãe 808 pode manter enquanto o UAV 104 está mantendo uma posição estática em relação ao ponto de referência fixo pode ser governado por um comprimento máximo da linha de suporte 107.

[0064] A figura 11 demonstra um aspecto da presente divulgação em que um único UAV 104 pode ser conectado a várias naves-mãe. Na ilustração, o UAV 104 é suportado por uma primeira nave-mãe 808a e uma segunda nave-mãe 808b por meio de uma primeira linha de suporte 808a e uma segunda linha de suporte 808b, respectivamente. Cada linha de suporte 808a e linha de suporte 808b pode ser operada por um único sistema de guincho ou múltiplos sistemas de guincho. O comprimento da primeira linha de suporte 808a e da segunda linha de suporte 808b pode ser ajustado em coordenação com o sistema de propulsão do UAV 104 e em coordenação com o padrão de voo da primeira nave-mãe 808a e da segunda nave-mãe 808b durante a operação do sistema de veículo aéreo suspenso. O UAV 104 pode ser capaz de atingir substancialmente qualquer posição dentro do envelope de cada nave-mãe 808a e nave-mãe 808b.

[0065] A figura 12 ilustra um diagrama de blocos de um sistema de controle que pode coordenar a manipulação da linha de suporte 107 e um motor de empuxo 1207 a fim de posicionar o UAV 104 em um local desejado e/ou orientação dentro do envelope. O controlador de sistema pode incluir um controlador 1203 que recebe várias entradas de comando, como uma localização desejada do UAV 104. O controlador 1203 pode determinar os ajustes necessários que precisam ser feitos ao comprimento da linha de suporte 107 através do acionamento do guincho 1212 e do motor de empuxo 1207 a fim de mover o UAV 104 da posição inicial para o local desejado. O controlador 1203 pode direcionar propulsores individuais ou conjuntos de propulsor dentro do motor de empuxo 1207 para produzir empuxo em uma direção e magnitude desejáveis, de modo a atingir qualquer posição e orientação do UAV 104, de modo que um primeiro propulsor ou segundo conjunto de propulsor possa ter uma primeira direção e/ou primeira magnitude e um segundo propulsor ou segundo conjunto de propulsores pode ter uma segunda direção e/ou segunda magnitude. Também é considerado que a orientação do empuxo produzido pelo motor de empuxo 1207 em relação ao UAV 104 pode ser estática. A orientação do UAV 104 pode ser alterada variando o empuxo produzido por propulsores individuais no UAV 104, bem como através da variação da tensão através da linha de suporte 107 por meio de uma combinação de enrolar a linha de suporte 107 e variar o empuxo. Diminuir ou aumentar a tensão dentro da linha de suporte 107 pode servir a outros propósitos também. Por exemplo, se o UAV 104 estiver viajando por uma rota complexa, pode não haver uma linha de visão direta entre o UAV 104 e o ponto de ancoragem. Neste caso, o UAV 104 pode exigir maior “folga” dentro da linha de suporte 107 e, portanto, o controlador 1203 pode diminuir a tensão dentro da linha de suporte 107.

[0066] Em uma modalidade em que o sistema de veículo aéreo suspenso inclui a nave-mãe 808, o motor de empuxo 1207 pode incluir propulsores a bordo da nave-mãe 808 de modo que o controlador de sistema 1203 possa coordenar e controlar os propulsores a bordo do UAV 104 e da nave-mãe 808. Assim, o controlador de sistema 1203 pode coordenar a manipulação do empuxo da nave-mãe, empuxo do UAV 104 e variações no comprimento da linha de suporte 107. Deve ser entendido que quando o controlador do sistema é 1203 está coordenando variações no comprimento da linha de suporte 107, atributos de empuxo da nave- mãe 808 e atributos de empuxo do UAV 104, tal coordenação pode incluir fazer nenhuma alteração no comprimento da linha de suporte 107, os atributos de empuxo da nave-mãe 808 e os atributos de empuxo do UAV 104 quando o controlador de sistema 1203 determina que não é desejável variar qualquer combinação dos atributos mencionados, até e incluindo cenários onde produção de empuxo zero de pelo menos um do UAV 104 e da nave-mãe 808 é desejável. Por exemplo, o controlador de sistema 1203 pode manipular dinamicamente o comprimento da linha de suporte 107 em resposta a variações na posição do UAV 104, a fim de manter a tensão da linha de suporte 107 e para evitar sacudidelas do UAV 104. Simultaneamente ou concomitantemente, o controlador de sistema 1203 pode manipular dinamicamente as condições de empuxo da nave-mãe e/ou UAV 104 para atingir uma posição e orientação desejadas do UAV 104.

[0067] O controlador de sistema 1203 pode receber feedback (“dados do sensor”) de um sensor 1216 que pode servir a qualquer um de vários propósitos, tal como otimizar a produção total de energia pelo sistema de veículo aéreo suspenso e realizar controle de circuito fechado enquanto posiciona o UAV 104. Por exemplo, os dados do sensor podem permitir que o controlador 1203 calcule uma direção de elevação otimizada e magnitude que pode ser produzida pelo motor de empuxo 1207 em relação à direção de elevação e magnitude produzida pela linha de suporte 107, como uma função do comprimento da linha de suporte 107 usado e/ou a orientação relativa da linha de suporte 107 e/ou UAV 104. O sensor 1216 pode medir atributos do UAV 104 e linha de suporte 107, tais como tensão da linha de suporte 107 e perfil de força e medições inerciais do UAV 104. O sensor 1216 pode medir os atributos de voo da nave-mãe 808. O feedback do sensor da nave-mãe 808 e o UAV 104 podem ser usados durante a operação do sistema de veículo aéreo suspenso para coordenar o voo de cada nave-mãe 808 e UAV 104 enquanto conectado pela linha de suporte 107. É concebido que esses atributos podem ser medidos ou estimados indiretamente. O controlador de sistema 1203 pode usar várias entradas para determinar o ângulo ideal da linha de suporte 107 e o ângulo de empuxo e a magnitude. Por exemplo, o sistema de veículo aéreo suspenso pode incluir um sensor de vento que calcula a direção e magnitude das rajadas de vento. O controlador de sistema 1203 pode direcionar o motor de empuxo 1207 para produzir um contraempuxo para negar substancialmente o efeito do vento na posição do UAV 104. A linha de suporte 107 pode assumir a maior parte da carga vertical do UAV 104 a fim de permitir o motor de empuxo 1207 produzir um empuxo lateral para carregamento de rajada. O sensor 1216 pode fornecer outros dados relevantes para a operação do sistema que podem ser usados pelo controlador 1203 para direcionar o acionador de guincho 1212 e o motor propulsor 1207. Por exemplo, sensores ópticos podem ser usados para determinar se a trajetória de voo está livre de obstáculos, e se não, que rota de voo alternativa pode estar livre. O sensor 1216 pode ser incorporado como um único sensor ou vários sensores e pode estar localizado dentro do sistema, adjacente ao sistema ou remotamente do sistema, embora ainda seja capaz de medir atributos relevantes para a operação do sistema.

[0068] A figura 13 mostra um fluxograma da operação do sistema de veículo aéreo suspenso conforme ele reposiciona o UAV 104 de um local inicial para um local desejado. Na etapa 1306, o controlador 1203 pode determinar uma trajetória de voo para mover o UAV 104 da posição inicial para a posição desejada. O controlador 1203 pode receber o local desejado como uma entrada. O controlador 1203 também pode receber ou determinar a posição inicial do UAV 104. A determinação da trajetória de voo pode envolver a determinação de um comprimento ideal de linha de suporte 104 e um ângulo de empuxo e magnitude ideais.

[0069] Na etapa 1307, o controlador 1203 pode direcionar a linha de suporte 107 para ajustar, enquanto na etapa 1309, o controlador 1203 pode direcionar o motor de empuxo 1207 para ajustar, de modo que o comprimento da linha de suporte 107 e o motor de empuxo 1207 pode se ajustar de maneira coordenada. Isso pode levar ao acionamento do propulsor na etapa 1315 e ao acionamento da linha de suporte 1312, o que também pode ocorrer de forma coordenada.

[0070] Na etapa 1319, o controlador 1203 pode determinar quando o UAV 104 atingiu o local desejado e pode direcionar a linha de suporte 107 e o motor de empuxo 1207 para ajustar de modo a manter a posição do UAV 104, embora o controlador 1203 possa terminar o loop. Os ajustes para a linha de suporte 107 e motor de empuxo 1207 podem ser feitos em uma base de tempo, o que significa que o controlador 1203 pode determinar um comprimento ideal da linha de suporte 107 e ângulo e magnitude do propulsor em vários ou substancialmente todos os pontos ao longo da trajetória de voo, como para garantir uma experiência de voo tranquila ou para navegar por uma trajetória de voo complexa.

[0071] A etapa 1331 mostra como o controlador 1203 pode receber feedback, tal como do sensor 1216. O controlador 1203 pode determinar o comprimento ideal da linha de suporte 107 e o ângulo de empuxo e magnitude em “tempo real”, o que significa que o controlador 1203 pode usar regularmente ou continuamente feedback do sistema para otimizar a operação do sistema de veículo aéreo suspenso de uma maneira coordenada. Por exemplo, o controlador 1203 pode usar dados do sensor 1216 para determinar um voo ideal quando o UAV 104 está em trânsito. Na etapa 1335, o controlador 1203 pode utilizar o feedback do sensor 1216 a fim de ajustar continuamente o comprimento da linha de suporte 107 e o ângulo de empuxo e a magnitude até que o controlador 1203 tenha determinado que o UAV 104 chegou ao local desejado.

[0072] Outros tipos de feedback podem ser recebidos durante a etapa 1331 e utilizados pelo controlador 1203 enquanto dirige a operação do sistema de veículo aéreo suspenso. O feedback pode ser recebido de qualquer número de fontes com fio ou sem fio com as quais o controlador 1203 é capaz de se comunicar, como um centro de comando, um segundo drone e um transceptor. Por exemplo, o controlador 1203 pode receber dados meteorológicos que podem impactar a trajetória de voo para o sistema de veículo aéreo suspenso. O controlador 1203 pode utilizar os dados meteorológicos no desenvolvimento de uma nova trajetória de voo.

[0073] A figura 13 inclui ainda etapas para a operação do sistema de veículo aéreo suspenso que inclui uma nave-mãe 808, como mostrado nas etapas eletivas 1301. O controlador 1203 pode receber um local desejado para o UAV 104 como uma entrada. A etapa 1302 mostra que o controlador pode determinar uma posição de abordagem para a nave- mãe 808, em que a posição de abordagem é uma localização da nave-mãe 808 que permite ao UAV 104 ser capaz de atingir a posição desejada quando o UAV 104 é implantado. O controlador 1203 pode determinar uma trajetória de voo da nave-mãe 808 para mover a nave-mãe 808 da posição inicial da nave-mãe 808 para a posição de abordagem na etapa 1303. O controlador 1203 também pode receber ou determinar a posição inicial da nave-mãe 808. Determinar a trajetória do voo da nave-mãe 808 pode envolver a determinação de uma rota otimizada entre a posição inicial da nave-mãe 808 e a posição de abordagem. A rota otimizada pode equilibrar a velocidade de viagem, duração do voo, uso de aparelhos de voo de longo alcance versus curto alcance, obstáculos, eficiência energética, ângulo de entrada desejado e outros fatores que impactam o voo da nave-mãe. O controlador 1203 pode direcionar a nave-mãe para pairar ou circular quando a nave-mãe 808 tiver atingido substancialmente a posição de abordagem. O controlador 1203 pode então direcionar o UAV 104 para implantar a partir da nave-mãe 808, como mostrado na etapa 1304. O UAV 104 também pode ser implantado a partir da nave-mãe 808 em qualquer ponto durante o trânsito da nave- mãe 808. Uma vez implantado, o UAV 104 pode usar o método descrito neste documento para chegar a um local desejado.

[0074] Diferentes aspectos do processo descrito na figura 13 podem ser conduzidos por um ou mais usuários humanos. Por exemplo, um operador remoto pode determinar uma rota para a nave-mãe e coordenar o voo da nave-mãe, por exemplo, pilotando remotamente a nave-mãe. Da mesma forma, o operador remoto pode ser capaz de controlar a implantação do UAV 104, o voo do UAV 104 e operar o sistema de guincho.

[0075] O controlador de sistema 1203 pode ser incorporado, pelo menos em parte, como um ou mais processadores, computadores, dispositivos de processamento ou dispositivos de computação incorporados ou de uso geral com memória. O controlador de sistema 1203 também pode ser incorporado, em parte, como vários elementos funcionais e/ou lógicos (por exemplo, instrução legível por computador, código, dispositivo, circuito, circuito de processamento etc.) executados ou operados para realizar aspectos das modalidades descritas aqui. O controlador de sistema 1203 pode ser montado e preso dentro ou conectado a qualquer membro do sistema de veículo aéreo suspenso. Além disso, o controlador de sistema 1203 pode estar localizado remotamente do sistema e pode, de outra forma, estar em comunicação direta ou indireta com o sistema.

[0076] O controlador de sistema 1203 pode incluir um processador, uma memória, um dispositivo de armazenamento e dispositivos de entrada/saída (I/O). Alguns ou todos os componentes podem ser interconectados por meio de um barramento do sistema. O processador pode ser único ou multiencadeado e pode ter um ou mais núcleos. O processador pode executar instruções, como aquelas armazenadas na memória e/ou no dispositivo de armazenamento. As informações podem ser recebidas e enviadas usando um ou mais dispositivos I/O.

[0077] A memória pode armazenar informações e pode ser um meio legível por computador, tal como memória volátil ou não volátil. O(s) dispositivo(s) de armazenamento podem fornecer armazenamento para o sistema de computador e podem ser um meio legível por computador. Em várias modalidades, o(s) dispositivo(s) de armazenamento podem ser um ou mais de um dispositivo de memória flash, um dispositivo de disco rígido, um dispositivo de disco óptico, um dispositivo de fita ou qualquer outro tipo de dispositivo de armazenamento.

[0078] Os dispositivos I/O podem fornecer operações de entrada/saída para o sistema de computador. Os dispositivos I/O podem incluir um teclado, um dispositivo apontador e/ou um microfone. Os dispositivos I/O podem incluir ainda uma unidade de exibição para exibir interfaces gráficas de usuário, um alto-falante e/ou uma impressora. Os dados externos podem ser armazenados em um ou mais bancos de dados externos acessíveis.

[0079] As características das presentes modalidades aqui descritas podem ser implementadas em circuitos eletrônicos digitais e/ou em hardware de computador, firmware, software e/ou em combinações dos mesmos. As características das presentes modalidades podem ser implementadas em um produto de programa de computador tangivelmente incorporado em um transportador de informações, como um dispositivo de armazenamento legível por máquina e/ou em um sinal propagado, para execução por um processador programável. As modalidades das etapas do presente método podem ser realizadas por um processador programável executando um programa de instruções para executar funções das implementações descritas, operando em dados de entrada e gerando saída.

[0080] As características das presentes modalidades aqui descritas podem ser implementadas em um ou mais programas de computador que são executáveis em um sistema programável, incluindo pelo menos um processador programável acoplado para receber dados e/ou instruções de, e para transmitir dados e/ou instruções para um sistema de armazenamento de dados, pelo menos um dispositivo de entrada e pelo menos um dispositivo de saída. Um programa de computador pode incluir um conjunto de instruções que podem ser usadas, direta ou indiretamente, em um computador para realizar uma determinada atividade ou produzir um determinado resultado. Um programa de computador pode ser escrito em qualquer forma de linguagem de programação, incluindo linguagens compiladas ou interpretadas, e pode ser implantado em qualquer forma, incluindo um programa autônomo ou como um módulo, componente, sub-rotina ou outra unidade adequada para uso em um ambiente de computação.

[0081] Processadores adequados para a execução de um programa de instruções podem incluir, por exemplo, ambos os processadores de uso geral e especial e/ou o único processador ou um dos múltiplos processadores de qualquer tipo de computador. Geralmente, um processador pode receber instruções e/ou dados de uma memória somente leitura (ROM), ou uma memória de acesso aleatório (RAM), ou ambas. Tal computador pode incluir um processador para executar instruções e uma ou mais memórias para armazenar instruções e/ou dados.

[0082] Geralmente, um computador também pode incluir, ou ser operacionalmente acoplado para se comunicar com um ou mais dispositivos de armazenamento em massa para armazenar arquivos de dados. Esses dispositivos incluem discos magnéticos, tais como discos rígidos internos e/ou discos removíveis, discos magneto-ópticos e/ou discos ópticos. Os dispositivos de armazenamento adequados para incorporar de forma tangível as instruções e/ou dados do programa de computador podem incluir todas as formas de memória não volátil, incluindo, por exemplo, dispositivos de memória semicondutores, como EPROM, EEPROM e dispositivos de memória flash, discos magnéticos, como discos rígidos internos e discos removíveis, discos magneto-ópticos e discos de CD-ROM e DVD-ROM. O processador e a memória podem ser complementados ou incorporados em um ou mais ASICs (circuitos integrados de aplicativos específicos).

[0083] Para fornecer interação com um usuário, os recursos das presentes modalidades podem ser implementados em um computador com um dispositivo de exibição, tal como um monitor LCD (tela de cristal líquido), para exibir informações ao usuário. O computador pode ainda incluir um teclado, um dispositivo apontador, como um mouse ou um trackball e/ou uma tela sensível ao toque pelo qual o usuário pode fornecer entrada para o computador.

[0084] As características das presentes modalidades podem ser implementadas em um sistema de computador que inclui um componente de back-end, como um servidor de dados e/ou que inclui um componente de middleware, tal como um servidor de aplicativos ou um servidor de Internet, e/ou que inclui um componente de front-end, como um computador cliente com uma interface gráfica de usuário (GUI) e/ou um navegador de Internet, ou qualquer combinação destes. Os componentes do sistema podem ser conectados por qualquer forma ou meio de comunicação de dados digital, tal como uma rede de comunicação. Exemplos de redes de comunicação podem incluir, por exemplo, uma LAN (rede de área local), uma WAN (rede de área ampla) e/ou os computadores e redes que formam a Internet.

[0085] O sistema de computador pode incluir clientes e servidores. Um cliente e um servidor podem estar remotos um do outro e interagir por meio de uma rede, como as descritas neste documento. A relação de cliente e servidor pode surgir em virtude de programas de computador rodando nos respectivos computadores e tendo uma relação cliente- servidor entre si.

[0086] A figura 14 demonstra um aspecto da presente divulgação em que o UAV 104 pode incluir um mecanismo de fixação de carga útil 1426 de modo que o UAV 104 seja capaz de se conectar a uma carga útil. Na modalidade mostrada, o mecanismo de fixação de carga útil 1426 inclui uma plataforma 1428 que pode prender à carga útil. O mecanismo de fixação de carga útil 1426 pode incluir um suporte 1433, tal como um rolamento rotativo ou uma flexão, que pode se prender à plataforma 1428 de modo que o eixo 117 possa ser preso dentro do suporte 1433 e substancialmente conectado à plataforma 1428. O suporte 1433 pode permitir que o eixo 117 gire em relação à plataforma 1428 em um único eixo ou eixos múltiplos.

[0087] A plataforma 1428 pode incluir um meio para agarrar uma carga útil e, subsequentemente, liberar a carga útil em um local designado, mediante sinal ou outros indicadores de liberação. Por exemplo, um usuário pode prender a carga útil à plataforma 1428 usando grampos (não mostrados) que estão contidos ou conectados à plataforma 1428. Os grampos podem liberar a carga útil quando o UAV 104 tiver chegado a um ponto de entrega. Outras formas de segurar a carga útil são possíveis. Por exemplo, a plataforma 1428 pode incluir meios para fixação sem contato, como um sistema de fixação magnética.

[0088] A plataforma 1428 pode utilizar um sistema de acoplamento, em que os grampos na plataforma 1428 podem intertravar com uma interface na carga útil. O sistema de acoplamento pode ser operado remotamente, ou seja, um piloto pode determinar quando o UAV 104 chegou a um ponto de entrega e instruir o UAV 104 a retrair os grampos de modo que a carga útil possa ser separada do UAV 104 e colocada no ponto de entrega. O sistema de acoplamento também pode operar de forma autônoma ou sem intervenção humana. Por exemplo, o UAV 104 pode determinar que o UAV 104 está no ponto de entrega, como a partir do posicionamento GPS ou visão de máquina, e liberar os fechos na carga útil, deixando a carga útil no ponto de entrega. Da mesma forma, o UAV 104 pode ser usado para recuperar uma carga útil, enviando o UAV 104 para um local especificado, em que a plataforma 1428 pode ser capaz de proteger a referida carga. Em um aspecto, a plataforma 1428 pode incluir um envoltório de modo que a carga útil possa ser fixada dentro do envoltório antes do voo.

[0089] A plataforma 1428 pode ser conectada ao eixo 117 do UAV 104, o que pode permitir que a plataforma 1428 gire independentemente do UAV 104. Em um aspecto da divulgação, o mecanismo de fixação de carga útil 1426 pode ainda incluir meios para alcançar graus de liberdade rotacional, posicional e/ou translacional adicionais para a carga útil. Por exemplo, o mecanismo de fixação de carga útil 1426 pode incluir um mecanismo de cardan 1436 que conecta a plataforma 1428 à carga útil. O mecanismo de cardan 1436 também pode ser um mecanismo deslizante. Os graus de liberdade adicionais para a carga útil em relação à plataforma 1428 podem ser alcançados passiva ou ativamente. O mecanismo de fixação de carga útil 1426 pode incluir um meio para conectar a plataforma 1428 e o UAV 104 de modo que a plataforma 1428 e o UAV 104 possam não estar em contato direto. Por exemplo, uma segunda linha de suporte pode conectar a plataforma 1428 e o UAV 104, de modo que, por exemplo, a plataforma 1428 seja capaz de suspender independentemente da orientação do UAV 104. Nesta ilustração, a suspensão de cardam entre o UAV 104 e a carga útil permite o alinhamento independente da carga útil do vetor de empuxo líquido do conjunto, permitindo o posicionamento de precisão da carga útil de modo que a carga útil possa manter uma orientação neutra enquanto o UAV 104 pode ser inclinado.

[0090] Em um aspecto da presente divulgação, o sistema de veículo aéreo suspenso pode ser equipado para utilização funcional especificada. O UAV 104 pode ser anexado a um módulo funcional projetado para permitir que o sistema de veículo aéreo suspenso se engaje em uma tarefa específica ou faixa de tarefas. Por exemplo, pode ser desejável usar o sistema de veículo aéreo suspenso para realizar a limpeza em um local de difícil acesso, como, por exemplo, janelas de arranha-céus, pás de turbina eólica e painéis solares. Neste caso, ilustrado pela figura 15, o módulo pode incluir o software, firmware e/ou hardware que pode permitir que o sistema de veículo aéreo suspenso acesse e execute a limpeza. Por exemplo, o módulo de limpeza pode incluir ferramentas de limpeza, como reservatório de sabão, reservatório de água e um rodo ou outra ferramenta de limpeza, como um mecanismo de lavagem por pressão. O módulo de limpeza também pode incluir mecanismos que permitem ao UAV 104 manter contato com a superfície, como ventosas ativadas seletivamente. Durante a operação, o UAV 104 pode ser levado à elevação adequada da superfície que se deseja limpar através da coordenação da linha de suporte 107 e do propulsor. Pode ser desejável utilizar um ponto de ancoragem 203 que está acima do local de limpeza desejado, como próximo ao topo do edifício. No exemplo mostrado, o ponto de ancoragem 203 é fixado a um poste estendido que está localizado no topo do edifício. O UAV 104 pode direcionar o propulsor para produzir força em uma direção que permite ao UAV 104 entrar em contato com a superfície com o módulo de limpeza de janela enquanto a linha de suporte suporta uma quantidade necessária do peso do UAV 104. O sistema de veículo aéreo suspenso pode ativar o módulo de limpeza para realizar as tarefas necessárias para trazer a superfície a um estado limpo.

[0091] Outro exemplo de um módulo funcional pode ser um módulo de eliminação de demolição. O módulo de eliminação de demolição pode incluir, por exemplo, ferramentas usadas por robôs desarmadores de explosivos, como uma câmera habilitada para visão mecânica, um braço acionado e um meio para neutralização de bomba. O UAV 104 pode descer acima de um dispositivo suspeito, determinar se o dispositivo constitui uma ameaça e, em caso afirmativo, neutralizar o dispositivo suspeito.

[0092] Em algumas modalidades, o UAV 104 pode não incluir uma plataforma. O módulo funcional pode se conectar diretamente a outros elementos do UAV 104 de modo que o UAV 104 possa ser projetado para uma função específica, em vez de ter os meios para fornecer funcionalidade intercambiável. Por exemplo, em uma configuração onde o sistema de veículo aéreo suspenso é configurado para combater incêndios, o UAV 104 pode ter uma conexão direta e/ou permanente a uma mangueira de incêndio.

[0093] A figura 16 ilustra um exemplo em que o sistema de veículo aéreo é configurado para limpar e/ou manter um sistema de matriz fotovoltaica (PV). A nave-mãe 808 pode chegar na vizinhança do sistema PV e entrar em um padrão de espera. Alternativamente, quando o sistema de veículo aéreo suspenso não incorpora a nave-mãe 808, como quando o ponto de ancoragem 203 é fixado a uma área estacionária, o sistema de veículo aéreo suspenso pode ter um ponto de ancoragem fixo 203 que está localizado acima do sistema fotovoltaico. O UAV 104 pode ser implantado em um primeiro painel PV. O UAV 104 pode incluir um módulo funcional para limpeza de sistemas fotovoltaicos, como um módulo funcional que é semelhante ao módulo de limpeza de janela descrito. Quando o UAV 104 tiver terminado de limpar suficientemente um primeiro painel PV, o UAV 104 pode ser realocado para um segundo painel PV e começar a limpar o segundo painel PV. Este processo pode continuar até que o sistema do painel fotovoltaico tenha sido suficientemente limpo. Uma única nave-mãe ou ponto de ancoragem 203 pode ser anexado a vários UAVs, de modo que cada UAV da multidão de UAVs possa estar envolvido na limpeza do sistema de matriz fotovoltaica. Isso tem o efeito de diminuir o tempo total envolvido na limpeza e, ao mesmo tempo, aumentar a eficiência da limpeza.

[0094] Em um aspecto da presente divulgação, a plataforma suspensa é utilizada para entrega de carga útil, como demonstrado pela figura 17. A carga útil pode ser anexada ao UAV 104. A carga útil pode ser protegida pela plataforma 1428, o que pode ocorrer manualmente ou de forma autônoma. A carga útil pode ser anexada ao UAV 104 em um ponto de lançamento. O ponto de lançamento pode ser predeterminado, como um armazém ou ponto de referência de logística. A carga útil pode ser anexada ao UAV 104 no solo enquanto o UAV 104 está ancorado na nave-mãe 808. Uma vez que a nave-mãe 808 está no ar com a carga útil, a nave-mãe 808 pode cruzar em uma rota que inclui um ponto de queda, como mostrado na figura 17A.

[0095] A figura 17B mostra que quando a nave-mãe 808 está perto do ponto de queda, a nave-mãe 808 pode implantar o UAV 104. Isso pode envolver a transição da nave-mãe 808 do modo de voo para o modo pairar. O UAV 104 pode voar para o ponto de queda, usando o processo descrito anteriormente, e desengatar com a carga útil, deixando a carga útil no ponto de queda, como mostrado na figura 17C. O UAV 104 pode ser chamado de volta para a nave-mãe 808.

[0096] Uma reversão deste processo pode ser usada em que o sistema é enviado para recuperar uma carga útil de um ponto de recuperação, como demonstrado pelas figuras 17D a F. Da mesma forma, o sistema pode ser usado para recuperar uma carga útil de um ponto de recuperação e entregue a um ponto de queda.

[0097] A capacidade do UAV 104 para navegar em espaços apertados enquanto entrega cargas úteis é demonstrada na figura 18. Neste exemplo, o sistema de veículo aéreo suspenso é capaz de entregar uma carga útil para ou recuperar uma carga útil de uma varanda que pode ser parcial ou substancialmente fechada, como por uma saliência. O sistema de veículo aéreo suspenso, por meio da capacidade de entregar e recuperar cargas úteis de espaços apertados, pode acessar da mesma forma locais específicos de carga e dispositivos de armazenamento de carga útil, como armários de pacotes. Os locais de carga útil e dispositivos de armazenamento de carga útil podem ser qualquer uma ou todas as características relacionadas a sistemas automatizados, manuais, estacionários e móveis.

[0098] Deve ser entendido que os exemplos anteriores de funcionalidade fornecidos neste documento não se destinam a ser limitados. O UAV 104 pode ser configurado para fornecer outros tipos de funcionalidade sem se afastar do escopo da invenção.

[0099] Embora certos aspectos tenham sido descritos e mostrados nos desenhos anexos, deve ser entendido que tais são meramente ilustrativos e não restritivos à ampla invenção, e que a invenção não está limitada às construções e arranjos específicos mostrados e descrito, uma vez que várias outras modificações podem ocorrer para aqueles versados na técnica.

Claims (14)

1. Sistema de Veículo Aéreo Suspenso, (104), compreendendo: uma nave-mãe (808), em que a nave-mãe (808) é uma aeronave de rotor (109) de modo que a nave-mãe (808) gere empuxo (1207) por meio de um rotor (109) não canalizado permitindo a decolagem e aterrissagem verticais; um veículo aéreo (104), em que o veículo aéreo (104) é uma aeronave de rotor (109) de modo que o veículo aéreo (104) gere empuxo (1207) por meio de um rotor (109) não canalizado permitindo decolagem e aterrissagem verticais, que está fisicamente conectado à nave-mãe (808) por uma linha de suporte (107), em que a linha de suporte (107) é parte de um sistema de guincho (207) que pode atuar para ajustar o comprimento da linha de suporte (107); e um controlador (1203) configurado para detectar uma condição do vento no veículo aéreo (104) e determinar uma resposta ao vento, caracterizado por que a determinação de uma resposta ao vento compreende coordenar entre ajustar uma magnitude e uma direção de elevação do rotor (109) do veículo aéreo (104) e ajustar um comprimento e um ângulo da linha de suporte (107) em combinação, em que o ajuste do comprimento e do ângulo da linha de suporte (107) compreende direcionar o sistema de guincho (207) para assumir a maior parte de uma carga vertical (1426) do veículo aéreo (104) enrolando na linha de suporte (107) para coordenar a tensão dentro da linha de suporte (107) e em que ajustar uma magnitude e uma direção de elevação do rotor (109) do veículo aéreo (104) compreende direcionar o rotor (109) do veículo aéreo (104) para produzir um empuxo (1207) não vertical para negar uma força criada pela condição do vento.

2. Sistema de Veículo Aéreo Suspenso, (104), de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a nave-mãe (808) tem tanto (i) superfícies de elevação (811) e características de propulsão (813) de uma aeronave de asa fixa e (ii) características de rotores (109) de uma aeronave de rotores (109).

3. Sistema de Veículo Aéreo Suspenso, (104), de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que posicionar o veículo aéreo (104) compreende ainda o controlador (1203) configurado para coordenar uma disponibilidade de empuxo (1207) variável em eixos (117) não verticais com um ângulo de linha de suporte (107) e um comprimento de linha de suporte (107).

4. Sistema de Veículo Aéreo Suspenso, (104), de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a nave-mãe (808) suporta o peso do veículo aéreo (104) através da linha de suporte (107).

5. Sistema de Veículo Aéreo Suspenso, (104), de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o controlador (1203) coordena entre a magnitude e a direção de elevação do rotor (109) do veículo aéreo (104) e o comprimento e o ângulo da linha de suporte (107) em combinação para posicionar o veículo aéreo (104) em qualquer ponto dentro de um envelope, em que o envelope é uma esfera que circunda o sistema de guincho (207) em um comprimento máximo da linha de suporte (107).

6. Sistema de Veículo Aéreo Suspenso, (104), de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que compreende ainda um segundo veículo aéreo (104) fisicamente conectado à nave-mãe (808).

7. Sistema de Veículo Aéreo Suspenso, (104), de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a posição mantida pelo veículo aéreo (104) é estática em relação a um ponto fixo de referência.

8. Sistema de Veículo Aéreo Suspenso, (104), de acordo com a Reivindicação 7, caracterizado por que o ponto fixo de referência está localizado na nave-mãe (808).

9. Sistema de Veículo Aéreo Suspenso, (104), de acordo com a Reivindicação 8, caracterizado por que coordenar a nave-mãe (808), veículo aéreo (104) e sistema de guincho (207) compreende características variáveis de um empuxo (1207) produzido por propulsores (105) a bordo no veículo aéreo (104), variando o comprimento da linha de suporte (107) e gerenciando o padrão de voo da nave-mãe (808).

10. Sistema Para Controlar Sistema de Veículo Aéreo Suspenso, (104), compreendendo: um controlador (1203) configurado para: receber informações a respeito de uma condição do vento em um veículo aéreo (104), caracterizado por que o veículo aéreo (104) é uma aeronave de rotor (109) de modo que o veículo aéreo (104) gere empuxo (1207) por meio de um rotor (109) não conduzido permitindo a decolagem e aterrissagem verticais; determinar uma resposta ao vento para o veículo aéreo (104); determinar os ajustes que precisam ser feitos no comprimento de uma linha de suporte (107) fixada no veículo aéreo (104) para assumir a maior parte da carga vertical (1426) do veículo aéreo (104) na linha de suporte (107); determinar os ajustes que precisam ser feitos em um propulsor (105) no veículo aéreo (104) para produzir um empuxo (1207) não vertical, em que os ajustes compreendem uma magnitude e uma direção de elevação do rotor (109), em que a direção de elevação é ajustada atuando um ângulo do rotor (109) em relação à linha de suporte (107); e coordenar a manipulação da linha de suporte (107) por um dispositivo mecânico e a manipulação do propulsor (105) em combinação, a fim de anular o efeito da condição do vento sobre a posição do veículo aéreo (104).

11. Sistema Para Controlar Sistema de Veículo Aéreo Suspenso, (104), de acordo com a Reivindicação 10, caracterizado por que a resposta ao vento é determinada em uma base contínua.

12. Sistema Para Controlar Sistema de Veículo Aéreo Suspenso, (104), de acordo com a Reivindicação 10, caracterizado por que o controlador (1203) é configurado para coordenar entre a magnitude e a direção de elevação do rotor (109) e o comprimento e o ângulo da linha de suporte (107) em combinação para posicionar o veículo aéreo (104) em qualquer ponto dentro de um envelope, em que o envelope é uma esfera que circunda o dispositivo mecânico em um comprimento máximo da linha de suporte (107).

13. Sistema Para Controlar Sistema de Veículo Aéreo Suspenso, (104), de acordo com a Reivindicação 10, caracterizado por que o veículo aéreo (104) está conectado a uma nave-mãe (808) por meio da linha de suporte (107).

14. Sistema Para Controlar Sistema de Veículo Aéreo Suspenso, (104), de acordo com a Reivindicação 13, caracterizado por que a nave- mãe (808) é uma aeronave de rotor (109) de modo que a nave-mãe (808) gere empuxo (1207) por meio de um rotor (109) não canalizado da nave- mãe (808) permitindo decolagem e aterrissagem verticais.

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